柳青河城区河道生态修复的探索

刘洪运

(临沂市兰山区柳青街道办事处，山东 临沂 276002)

近年来，在河道综合生态治理中，城区河道生态治理愈来愈被人们重视。在满足河道防洪安全的情况下，恢复河道的自净能力，让河道回归自然，使穿越城区的河流成为水清、岸绿，可以为城区居民提供宜居、休闲、亲水的河流。柳青河生态修复工程针对河道景观单一，缺乏生机及藻华严重的现状，对部分现有河段实施生态浮床护岸及水面绿化工程。在改善河道生态景观的同时改善了河道水质，提升了河道景观价值，更好地维持了水体功能，为周围居民生活创造了宜居环境。本文以临沂市兰山区柳青河生态治理工程为例，通过对该河流水文特性、地形地质特征、植被分布等基本资料的分析研究[1]，提出了城区河道生态修复治河理念，可供类似河道综合治理参考。

1 项目概况

1.1 区域概况

柳青河流域内地貌形态主要以冲积平原为主，地面高程一般为70.20～71.50 m，上游稍高，下游稍低。堆积层岩性主要为黏土、壤土、中粗砂，厚度一般为3.0～8.0 m。

柳青河河谷呈近南北走向，河道较为顺直，呈较宽阔的“U”字形，河道比降一般为2.2‰。主要地貌为主河床，河床宽度一般为50.0～70.0 m，漫滩一般不发育，零星分布，漫滩宽度一般为5.0～10.0 m，高出主河床2.0～3.0 m。

1.2 河流特性

柳青河是临沂市北城新区的一条河流，位于沂河、祊河两河间，原为自然排水平沟。柳清河有东西二源：东支源出兰山区李官镇与白沙埠镇一带，西支源出兰山区汪沟镇北双山子南麓，两源汇于枣沟头镇陶家庄东，南流经杏花、赵岔河等村于王家岔河村东南入沂、祊河交汇处。全长34.0 km，流域面积258.7 km2，上游为山洪河道，下游为平原河道，干流平均比降为1.62%，系季节性河流。

2 问题分析

柳青河堤防年久失修，老化退化严重，堤身单薄低矮，加之当时治理标准低、质量差，经水文分析计算柳青河现状不满足5 a一遇除涝及20 a一遇防洪要求。结合城市规划建设，下游河口—沂蒙路上游段已经进行了治理，河道护坡结构采用重力式浆砌石挡墙和钢筋混凝土挡墙结构，河道断面形式单一，走向平直[2]。

2.1 自然地貌被改变，河流功能简单化甚至完全丧失

河道受到人类的强烈干预，河流形态几何化现象在柳青河治理中表现突出，使得河流景观多样性消失。河流中各种水生动植物对水温、有机物浓度等有着不同的要求和适应能力，由于堤岸采取了硬质化的护岸材料，使得原有的动植物栖息地消失，并且导致水流速度减缓，环境状况恶化，失去了城区河道本身的景观价值，城区河道演变成简单的“泄洪沟”[3]。

2.2 河道的裁弯取直、横断面的几何规则化

河道治理“渠道化”使得自然河流系统中河床的异质性不复存在，许多水生植物和水生动物无法安身，不能形成多种多样的生境组合。

2.3 水体富营养化严重，水质较差

柳青河河道水体流动性差，生态流量不足，导致被污染的河道无法及时循环更新。随着临沂市城镇化的快速发展，众多居民区聚集，污水收集尚未全覆盖，城区生活污水仍存在未达标排放的情形，河道上游流域濒临农田，农业面源污染严重。

3 规划设计思路与方案

3.1 设计思路

本着开发、利用和保护河流的宗旨，充分考虑防洪、生态环境和景观等方面的关系，在满足防洪安全功能性要求的前提下，让整治后的河道呈现自然、生态和亲水的态势，通过实施水生态系统恢复工程，对部分现有河段实施生态浮岛护岸及水面绿化工程，改善目前河道景观单一、缺乏生机及水体富营养化的现状。同时在优化河道生态景观的同时改善河道水质，提升河道景观价值[4]。

3.2 建设目标

柳青河河道整治工程是在已有沿河截污、清淤、水质提升等工程实施后，已基本控制河水黑臭问题的基础上，针对制约河道水质感官提升的突出问题，围绕“净化”“活水”及“美景”等主要工程目标，通过工程治理与管理措施并举，全面提升柳青河城区段水质感官。

3.3 规划设计方案

3.3.1 生态浮床工程

(1)浮床材料的选择。浮床框体要求坚固、耐用、抗风浪，景观浮动湿地载体以高分子材料纤维构成具有极大比表面积的孔隙结构，满足植物在载体全表面上落籽、分根生长(植物根系在纤维孔隙中交织穿梭生长)，载体纤维与茂密植物根系为微生物附着生长提供巨大空间。大气、水面、载体纤维、植物根系与生物膜的共同作用下形成连续的好氧、缺氧、厌氧区域，为硝化、反硝化等微生物反应提供了环境条件。

浮床内部特殊结构，有利于植物根系扩张与穿刺；超强浮力可载人，便于初期种植与后续维护；内部保温结构保障植物越冬，植物再生率>95%；一体化结构，能抵御45 cm风浪，抵御强水流冲击。本工程根据不同的景观要求及河道水力条件，选择HDPE高分子材料拼盘式浮床。

(2)浮床植物的选择。浮床植物的选择满足适宜当地水系水质条件的水生或陆生植物品种；适于无土生长，根系发达，长势强；植株生物量大，对污染水体的适应较好；植株常绿期长，萌发速度快，生长迅速；植株组织致密，残体不易迅速腐烂；兼具治污和美化的当地物种。目前，经常使用的浮床植物有美人蕉、芦苇、菖蒲、再力花、水芹菜、空心菜、千屈菜、旱伞草等。

(3)浮床基质。浮床基质用于固定植物植株，同时要保证植物根系生长所需的水分、氧气条件及能作为肥料载体。因此，基质材料必须具有弹性足、固定力强、吸附水分、养分能力强，不腐烂，不污染水体，能重复利用的特点，且必须具有较好的蓄肥、保肥、供肥能力，保证植物直立与正常生长。目前使用的浮床基质多为海绵、椰子纤维等，可以满足上述的要求。另外也有直接用土壤作为基质，但缺点是重量较重，同时可能造成水质污染，目前应用较少，不推荐使用。

(4)浮床形状及大小。整个浮床由多个浮床单体组装而成，每个浮床单体边长可为1.0～5.0 m，但是为了方便搬运和施工以及耐久性问题，一般采用2.0～3.0 m。在形状方面，通常以四方形、六边蜂巢型、三角形为主，综合考虑结构稳固及抗风浪等因素进行拼接。

(5)浮床固定方式。生态浮床的固定设计是一个较为重要的内容，既要保证浮床不被风浪带走，还要保证在水位剧烈变动的情况下，能够缓冲浮床和浮床之间的相互碰撞。一般采用水下固定的形式，根据水下地基状况的不同选择锚固式、驳岸牵拉等。为缓解浮床之间的相互碰撞，浮床单元之间应留有一定的间隙，相互间用绳索连接(连接形式因浮床制造厂家的不同而各异)。

(6)人工介质。目前，生态浮床使用的人工介质主要有弹性填料、组合填料和软性填料。相关研究表明，采用组合填料的处理效果要优于弹性填料。市场上常见的生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等原材料制成，价格便宜，但是在挂膜速度、挂膜量及膜与填料的紧密度方面存在不足。生物碳纤维是具有良好生物相容性的纤维状的碳材料，具有挂膜快、耐老化、使用寿命长、可重复使用的优点，但是价格较贵。综合考虑对污染物处理效果、后期维护成本及投资方面的因素，采用普通的生物绳填料。

(7)布置位置。位置一：广州路上游100.0 m至济南路下游100.0 m，以及天津路上下游150.0 m布置。位置二：柳青河上海路上游150.0 m至北京路下游150.0 m河面布置。

3.3.2 生态拦截净水栅工程

生态拦截栅主要采用高分子材料、浮体和配重件组成。其中网膜材料由高分子聚乙烯纤维棉制作而成，浮体材料可使用竹木、泡沫及PVC塑料管等高分子材料，但由于竹、木材料在当地取材较困难且长时间浸泡在水体中容易腐烂、泡沫容易折断，并造成二次污染等弊端，工程以使用PVC塑料管等其他高分子材料制成的浮体为主，配重件可将石子等材料装入悬挂的网膜下方。生态拦截净水栅的固定方式以水下锚固式及驳岸牵拉为主。针对柳青河浮床设置区河面垃圾漂浮物相对较多，同时部分河段聚集有大量浮萍、蓝藻的情况。通过在河道断面设置多层生态拦截净水栅，拦截、聚集水面漂浮物，便于垃圾的收集及清理，改善水面水质。

该工程项目主要在成都路桥及广州路桥上下游，济南路桥、天津路桥及北京路桥下游各布置一道生态拦截净水栅。

4 结 语

在城区河道综合整治过程中，遵循河道的自然规律，重视河流水体的自净能力对城区河流水体环境的重要性。护岸结构形式应考虑有利于河道水生动植物生长，让河流恢复本原，促进人水和谐的生态护坡。重视河流生物多样性的维护，结合河流生物现状，引入水体净化能力强，景观效果较好的水生植物，不仅提升河流本身的自净能力，同时提升了河流周边环境，提升城区环境的整体效果，发挥河道治理工程的多重作用。